第三章 研究方法
第二節 教學設計
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第二節 教學設計 一、 教學方式
(一) 課堂活動
在為期 18 週的課程中，共探討包括物質的世界、熱、電、聲、光、生命、
地球及天文等自然科學主題。學生每週至教室中進行2 小時共計 100 分鐘的面授 課程。課堂中所使用方式包含教師以投影片為輔助，使用講述、影片播放、提問、
小組討論、學生與教師間之答辯等方式，旨在使學生於基本知識建立後，能有針 對理論、知識深入思考並與社群共構新想法之機會。
於本教學設計中，教師使用投影片講述的目的並不在於灌輸或使學生記憶與 自然科學相關的理論，而在於「建立一個討論的議題」，或使學生有機會能對權 威性訊息，進行反思與討論。投影片的內容建立在該週主題之上，以問題為主軸，
佐以科學實驗影片或網路影片。以「物質的世界」此一單元為例，投影片中將提 出問題包括「世界的組成為何？」、「原子模型為何？」或「如何得知原子或粒子 的存在？」。相關影片則包括電漿球或網路上科學家提出關於強子對撞機引起問 題等教材，引發下一步的小組討論。
學生並未固定分組，而是以每週隨機入座之方式，使學生與鄰近同學討論，
每組約3 至 5 人不等。小組討論是社群共創知識的開始，在小組中，每個人都是 平等的。待學生討論過後，教師邀請學生於班級中發表對問題的想法，針對學生 的回答，教師可能邀請其他同學加入討論，針對上一位學生的回答進行反對或支 持。此外，教師亦可能自行針對學生回答提出深入問題，進行往來答辯。在此一 過程中，主動參與的學生反映著主動對知識的追求，而教師與學生、學生與學生 之間的對話、辯論，也反映著知識翻新教學法中，「知識翻新注重對話」的理念。
最後，教師再以講述的方式，簡短闡釋科學史上針對物質構成所提出的理論，
並將此理論與學生稍早討論結果做比較，邀請學生補充想法。在這個過程中，不 僅是學生，教師本身也經由學生的回答得到了知識，在此一過程中，社群成員都 是平等且共同進步的。每一堂課至少會進行如上所述一至二個循環，旨在使學生
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了解，縱然得出最終結論，想法仍是可被持續改進的。綜言之，立基於知識翻新 教學法的主軸中，本研究之課堂教學設計主要使學生有充分討論、比較及翻修他 人想法之實踐機會。教學步驟中，處處反映知識翻新理念，其對照可見下圖3-2。
而課程進行流程示意則如圖3-3 所示。
圖3-2 本教學設計（課堂活動）與知識翻新理念之比較
(二) 論壇活動與科學探究
本研究所使用之「知識論壇」創立於1983 年。發展於知識翻新教學法之下，
其介面與功能，皆在促進學生持續性的社群知識創造。
學生課堂中與授課後主要的學習活動場域為知識論壇。於學期初，教師先於 課堂中介紹論壇的基本功能，包括貼文、回文或鷹架使用。其次，於學期第一堂 課中，教師請每位學生於課堂中寫下十個任何有興趣的，與生活相關或不相關的 科學問題，例如「為什麼鮭魚會洄游」、「塑膠袋為什麼不能被分解」等，並於第
想法是可以不斷改進的
多元想法
統整有助於 邁向超越 彼此共享知
識翻新的成 果
多元想法
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一堂課後回家，選擇一最有興趣或最好奇的問題，貼文於知識論壇平台上。接下 來每週學生所要做的論壇活動，主要奠基於學生的提問中，對這些問題提出想法、
進行討論、翻新，或提出新的問題等。因學生人數稍多，教師已於課堂中將學生 隨機分為平台討論的A、B 二組，每組 26 人，學生基本上於各自的討論板上討 論，但亦可自由跨至其他組別貼文、回文。
平台活動與課堂活動為相輔相乘但平行之設計，概念表現如圖 3-3 所示。教 學活動共持續18 週，主要在使學生了解及體會科學探究歷程，期許學生因此對 問題及現象有深入解釋與多元想法。
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(三) 指定作業（問卷）
除每週的課堂與論壇活動之外，於學期初及學期末，教師要求學生填寫一開 放式問卷為指定作業，問卷內容主要在了解學生對科學理論本質的理解，問卷題 目將於本章第三節研究工具中詳述。
二、 教學環境 (一) 面授教室
每週面授課程安排於一般教室，包括有白板、投影機、投影螢幕與音響等設 備。教室座位安排為馬蹄形，每週學生得隨機自由入座，教師亦可能因課程需求 調動座位。
(二) 知識論壇
「知識論壇」是一立基於知識翻新教學法所建構的討論平台。平台除基本貼 文、回文以外，亦包括註解、參照、附加檔案或影片以及關鍵字、問題等功能（如 圖3-4）。在貼文功能中，根據知識翻新的想法翻新原則，提供六種鷹架輔佐想法 的提出（如圖 3-5），包括（1）我的理論（my theory）：提出自己的想法；（2）
我想要了解（I need to understand）：針對討論中的議題，或根據自身有興趣的議 題，提出想法中不明白或尚待釐清的問題；（3）新的資訊（new information）：
針對疑問或討論內容，提供／補充新的觀點或資訊；（4）這理論無法解釋（this theory cannot explain）：針對他人想法，指出其論點中存有疑惑或不明白之處；（5）
更好的理論（a better theory）：根據其他證據或他人討論內容，提出比先前想法 更具解釋力的觀點；以及（6）我們的想法（putting our knowledge together）：整 合與分析討論議題中各種資訊與先前想法。
網路教學的好處在於學生得不受時空限制，創造有意義的教學環境，而知識 論壇亦具備此一優點，學生得於任何時間、任何地點，於平台上進行科學探究活 動，突破過去「學習只能在課堂上」，達到「無時無刻的學習」。
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圖3-4 知識論壇主界面範例
圖3-5 知識論壇貼文界面範例
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圖3-6 知識論壇讀文界面範例
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